“CA6140车床”拨叉零件机械加工.doc

作者:Pan Hon glia ng仅供个人学习机械制造工艺学课程设计说明书设计题目： 设计“ CA6140车床”拨叉零件的机械加工工艺规程及工艺装备（中批量生产）设计者 指导教师—机械专业级班机械制造工艺学课程设计说明书题目 设计“ CA6140车床”拨叉零件的机械加工工艺规程及工艺装备（中批量生产）内容 1.零件图2 .毛坯图3. 机械制造加工工艺过程综合卡片4. 结构设计装配图5. 结构设计零件图6. 课程设计说明书通过机床工艺及夹具设计，汇总所学专业知识如一体（如《公差于配合》、《机械零件设计》、《金属切削机床》、《机械制造工艺》等） 让我们对所学的专业课得以巩固、 复习及实用，在理论与实践上有机 结合；使我们对各科的作用更加深刻的熟悉与理解， 并为以后的实际 工作奠定坚实的基础！在些次设计中我们主要是设计 CA6140拨叉的铣床夹具在此次 课程设计过程中，我小组成员齐心协力、共同努力完成了此项设计 在此期间查阅了大量的书籍，并且得到了有关老师的指点第6小组2007 年 9 月 15日一.设计的目的：机械制造工艺学课程设计，是在学完机械制造工艺学及夹具设计 原理课程，经过生产实习取得感性知识后进行的一项教学环节； 在老师的指导下，要求在设计中能初步学会综合运用以前所学过的全部课 程，并且独立完成的一项工程基本训练。

同时，也为以后搞好毕业设 计打下良好基础通过课程设计达到以下目的：1、 能熟练的运用机械制造工艺学的基本理论和夹具设计原理的 知识，正确地解决一个零件在加工中的定位， 夹紧以及合理制订工艺 规程等问题的方法，培养学生分析问题和解决问题的能力2、 通过对零件某道工序的夹具设计，学会工艺装备设计的一般 方法通过学生亲手设计夹具（或量具）的训练，提高结构设计的能 力3、 课程设计过程也是理论联系实际的过程，并学会使用手册、 查询相关资料等，增强学生解决工程实际问题的独立工作能力二.零件的分析（一） 、零件的作用：题目给定的零件是 CA6140拨叉（见附图1）它 位于车床变速机构中，主要起换档，使主轴回转运动按照工作者的要 求进行工作宽度为30+°g°mm的面寸精度要求很高，因为在拨叉拔动使滑移齿轮时如果槽的尺寸精度不高或间隙很大时，滑移齿轮得不到很高的位置精度所以，宽度为30+o.o12omm的面的槽和滑移齿轮的配合精度要求很高二） 、零件的工艺分析：CA6140拨叉共有两组加工表面1. 以花键孔的中心线为基准的加工面这一组面包括？ 26+0.23°mm的六齿方花键孔、？ 23+0.28花键底孔 两端的2X150到角和距中心线为22mm的平面。

2. 以工件右端面为基准的6+0.030 mm的花键经上述分析可知，对 于两组加工表面，可先加工其中一组表面，然后借助于专用夹 具加工另一组表面二、工艺规程设计（一）确定毛坯的制造形成零件材料HT200考虑到此零件的工作过程中并有变载荷和冲击性载荷，因此选用锻件，以使金属纤维尽量不被切断，保证零 件的工作可靠由于生产纲领为中批生产而且零件的尺寸并不很大，故可采取模锻成型经查《金属机械加工工艺人员手册》表5-5取等级为2级精度底面及侧面浇注确定待加工表面的加工余量 为3士 0.8mm毛坯零件图如下图：（二）基准的选择1. 粗基准的选择：因为要保证花键的中心线垂直于右端面，所 以以①40的外圆表面的粗基准2. 精度基准的选择：为保证定位基准和工序基准重合，以零件 的A面为精基准二）制定工艺路线工序：1. 粗、精车端面，钻、扩花键底孔、倒两端15°倒角 以 ①40mn圆柱面为粗基准选用C3163-1转塔式六角车床及 三爪卡盘夹具2. 粗、精车B/C面3. 拉花键以A面为基准，4. 以花键的中心线及A面为基准选用X62W卧式铣床加专用 夹具5. 开档，以花键的中心线为基准6. 钻配作孔、螺纹孔7. 机械加工余量。

CA6140的拨叉材料为 HT20Q毛坯重量为1.0 kg ° b =160MPHBS 生产类型为由大、中批量生产，采用模锻锻模根据上述的原始资料加工工艺，分别确定各个加工表面的机械加工余量，工序尺寸以毛坯尺寸如下：1. A面的加工余量A面有3士 0.8mm的加工余量，足够把铸铁的硬质表面层切除2. 矩形花键底孔要求以矩形花键的外径定心，故采用拉削加工内孔尺寸为 ①23 0+0.28，见零件图，参照《金属机械加工工艺人员手册》 表3-59确定孔加工余量的分配钻孔①20mm扩孔①21mm拉花键花键孔要求以外径定心：拉削时加工余量参照《金属机械加工工艺人员手册》取2 Z =1mm3. B面的加工余量此工序分2个工步1、粗铣B面 2 、精铣B面精加工余量为0.2mm粗铣加工余量为2.8mm2、计算切削用量1）已知长度方向的加工余量为 3士 0.8mm实际端面的最大加工 余量为3.8mm故分二次加工（粗车和半精车）长度加工公差IT 1 2级取-0.46 mm （入体方向）(2) 进给量、根据《切削简明手册》(第3版)表1.4当刀杆尺寸 为16mM 25mm^ e< 3 mnfl寸，以及工件直径为 ①60mnfl寸(由于凸台B 面的存在所以直径取 ①60mm?=0.6-0.8mm/ r .按C3 16 3 —1车床说明书 取？=06 mm/n由于存在间歇加工所以进给量乘以 k=0.75 — 0.85 所以：实际进给量 f=0.6 X 0.8=0.48 mm/ r按C3 1 6 3 — 1车床说明书 ？= 0.53 mm/r(3) 计算切削速度。

按《切削简明手册》表 1.27 ,切削速度的计 算公式为(寿命选 T=60min)刀具材料YG6V=G/(T m • apXv - f y v) - kv其中：Cv=158 Xv=0.15 yv=0.4 M=0.2修正系数K)见《切削手册》表1.28kmv=1.15 k kv=0.8 k krv =0.8 k sv=1.04 k bv=0.810 40 n 0 15 2 ・—r••• Vc = 158/( 60. -2. -0.53 ) -1.15 • 0.8 • 0.8 • 0.81 - 0.97=46.9(m/mi n)(4) 确定机床主轴转速 ns=1000 Vc/dw=229.8 (r/min )按C3 163 — 1车床说明书 200 r /min所以实际切削速度 V=40.8m/min3、钻孔、扩孔、倒角1) 、钻孔钻头选择：见《切削用量简明手册》表 2.2钻头几何形状为(表2.1及表2.2):双锥修磨具刃，钻头参数：d = 20mm [3 =30° , 2①=118°2①=70°, b^ =3.5mm)a o=12° ,Q =55° ,b=2mm =4mm根据《切削用量简明手册》表 2-9确定f=0.48按机床进给强度决定进给量：根据表 2.9 ,当a b = 210MPad 0= 20.5mm 可确定 f=0.75。

按(3163^1车床说明书 取f=0.62mm/n.b＞决定钻头磨钝标准及寿命 表2.21，当do=20mm钻头最大磨损量取0.6 寿命T=45min.c、切削速度 由《切削用量简明手册》，表2.15得V =21m/minn=1000V/D=334.4 由机床技术资料得和334.4接近的有280n/m 和 400n/min 取 280n/min取 n=280m/min.实际 V =17 m/mind、基本工时，Tm二Lnf=(80+10)/280x0.62=0.32 (mi n)入切量及超切量由表 2.29.查出Q +△=10mm所以 Tm=L/ nf=(80+10)/280x0.62=0.32 (min)(2) 、扩孔刀具直径do=21mm刀具几何参数同上由于两孔直径相差不大，为了节省停车和调换走刀量等辅助时间，n和f都不变，所以Tm同上Tn=0.32倒角刀具15°锪钻由于两孔直径相差不大，以表面粗度要求不高手动进给3）、倒角刀具：专用刀具此工步使用到专用刀具与手动进给检验机床功率 按《切削用量简明手册》表1.2 4可以查出 当（T b = 160〜245HBSa p <2.8 mm f< 0.6 mm/rV c <41 m/min P c = 3.4kw按C3 16 3 —1车床说明书主电机功率P= 11 kw可见P c比P小得多所以机床功率足够所用切削用量符合要求钻削功率检验按《切削用量简明手册》表 2.21当 d o = 21 mm f= 0.64 mm查得转矩皿=61.8 N.M《切削用量简明手册》表由表 2.32 得功率公式P c= MCVc/30d o=61.8x17/30x21=1.67km按C3 16 3 —1车床说明书主电机功率P= 11 kw可见P c比P小得多，所以机床功率足够，所用切削用量符合要 工序H 拉花键孔单面齿升：根据有关手册，确定拉花键孔时花键拉刀的单面齿为 0.06mm,拉削速度v=0.06m/s(3.6m/mi n)切削工时t=Zbl n k/1000vfzZ式中：Z b单面余量1.5mm（由①21mn拉削到①25mm）拉削表面长度，80mm考虑校准部分的长度系数，取1.2 ;考虑机床返回行程系数，取1.4 ； 拉削速度（m/min）；拉刀单面齿升;拉刀同时工作齿数，Z=l/p ； 拉刀齿距。

P=（1.25-1.5）sqrt80=1.35sqrt80=12mm二拉刀同时工作齿数 z=l/p=80/12〜7•••其本工时 Tm=1.5 X 80 X 1.2 X 1.4/1000 X 3.6 X 0.06 X7=0.13（mi n）工序皿 粗铣，精铣B面加工要求：粗铣 B面，精铣B面，Fa=3.2 um用标准镶齿圆柱铣刀粗铣 加工余量3mm机床：X 62W加工工件尺寸：宽度：40mm长度：28mm1. 粗铣1） 选择刀具根据《切削用量简明手册》表 3.1铣削宽度ae< 5mm时直径为do=50mm故齿数Z=8，由于采用标准镶齿圆柱铣刀铣刀几何参数（表3.2） rn=10° ao=16°2） 切削用量留精铣的加工余量为0.2，所以本道工步切削宽度ac = 2.8 士 0.8mm,由于加工表面精度要求 Ra=3.2 um.根据表3.5得每转进 给量f= 0.5〜1 mm/r就能满足要求，但考虑到X 62W功率为 7.5kw，机床为中等系统刚度和X 62W铣床说明书 所以每转进 给量f = 0.6mm/r3) 选择刀具磨钝标准及刀具寿命根据《切削用量简明手册》表3.7、铣刀刀齿后刀面的最大磨损量为 0.6镶齿铣刀do=50mm刀具寿命T=120min (表3.8 )4) 决定切削速度VC、可根据《切削用量简明手册》表 3.9确定Z=8, ap=40-70mm, ac=2.8 士 。